(57)【要約】【課題】操作者の意図とは異なる方向へのアクチュエータの動作を防ぐことができると共に、作業対象および作業内容の変更が頻繁に起こる場合でも簡単に対応でき、多品種生産に好適なロボット制御装置およびその制御方法を提供する。【解決手段】操作装置３０（入力手段）を介した操作者の操作指示に応じてマニピュレータにおける各軸方向への移動または各軸回りの回転を制御可能なハンドガイドロボット１を制御するロボット制御装置において、移動制限設定ボタンスイッチＢ１および回転制限設定ボタンスイッチＢ２により、軸方向への移動および軸回りの回転の自由度について、１以上の自由度を制限または非制限を設定し、制御装置４０により、操作者の複数の設定手段を介した自由度の制限または非制限の設定に応じてマニピュレータを駆動制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力手段を介した操作者の操作指示に応じてマニピュレータにおける各軸方向への移動または各軸回りの回転を制御可能なロボット装置を制御するロボット制御装置であって、
軸方向への移動および軸回りの回転の自由度について、１以上の自由度を制限または非制限を設定する複数の自由度設定手段と、
操作者の前記複数の自由度設定手段を介した自由度の制限または非制限の設定に応じて前記マニピュレータを駆動制御する制御手段と、
を有することを特徴とするロボット制御装置。
【請求項２】
前記複数の自由度設定手段は、
軸方向への移動の自由度の制限または非制限を設定する移動自由度設定手段と、
軸回りの回転の自由度の制限または非制限を設定する回転自由度設定手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のロボット制御装置。
【請求項３】
前記複数の自由度設定手段は、軸方向への移動および軸回りの回転の自由度について、個別に一の自由度の制限または非制限を設定する複数の個別自由度設定手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２の何れか１項に記載のロボット制御装置。
【請求項４】
前記複数の自由度設定手段は、軸方向への移動または軸回りの回転の何れか一方の種或いは両方の種の自由度の制限を設定する種制限設定手段と、
前記種制限設定手段により制限設定された軸方向への移動または軸回りの回転の何れか一方の種或いは両方の種の内の何れの軸または軸回りを制限するかを設定する制限軸設定手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のロボット制御装置。
【請求項５】
各軸方向への移動における最大速度および各軸回りの回転における最大角速度を個別に設定する速度設定手段を有し、
前記制御手段は、前記速度設定手段を介した設定に応じて前記マニピュレータを駆動制御することを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のロボット制御装置。
【請求項６】
前記入力手段の操作量と各軸方向への移動および各軸回りの回転それぞれの動作速度との関係を規定する変換式を個別に設定する変換式設定手段を有し、
前記制御手段は、前記変換式設定手段を介した設定に応じて前記マニピュレータを駆動制御することを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のロボット制御装置。
【請求項７】
前記マニピュレータの可動範囲を設定する可動範囲設定手段を有し、
前記制御手段は、前記可動範囲設定手段を介した設定に応じて前記マニピュレータを駆動制御することを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項に記載のロボット制御装置。
【請求項８】
前記制御手段は、操作者の操作指示および前記複数の設定手段の設定に基づきマニピュレータを駆動制御する第１の制御モードと、制御プログラムに基づきマニピュレータを駆動制御する第２の制御モードと、を有することを特徴とする請求項１〜請求項７の何れか１項に記載のロボット制御装置。
【請求項９】
前記第１の制御モードおよび前記第２の制御モードの切替は、手動または自動で行われることを特徴とする請求項８に記載のロボット制御装置。
【請求項１０】
入力手段を介した操作者の操作指示に応じてマニピュレータにおける各軸方向への移動または各軸回りの回転を制御可能なロボット装置を制御するロボット制御装置の制御方法であって、
軸方向への移動および軸回りの回転の自由度について、１以上の自由度を制限または非制限を設定する複数の自由度設定ステップと、
操作者の前記複数の自由度設定ステップを介した自由度の制限または非制限の設定に応じて前記マニピュレータを駆動制御する制御ステップと、
を有することを特徴とするロボット制御装置の制御方法。
【請求項１１】
前記複数の自由度設定ステップは、
軸方向への移動の自由度の制限または非制限を設定する移動自由度設定ステップと、
軸回りの回転の自由度の制限または非制限を設定する回転自由度設定ステップと、
を有することを特徴とする請求項１０に記載のロボット制御装置の制御方法。
【請求項１２】
前記複数の自由度設定ステップは、軸方向への移動および軸回りの回転の自由度について、個別に一の自由度の制限または非制限を設定する複数の個別設定ステップを有することを特徴とする請求項１０または請求項１１の何れか１項に記載のロボット制御装置の制御方法。
【請求項１３】
前記複数の自由度設定ステップは、軸方向への移動または軸回りの回転の何れか一方の種或いは両方の種の自由度の制限を設定する種制限設定ステップと、
前記種制限設定ステップにより制限設定された軸方向への移動または軸回りの回転の何れか一方の種或いは両方の種の内の何れの軸または軸回りを制限するかを設定する制限軸設定ステップと、
を有することを特徴とする請求項１１に記載のロボット制御装置の制御方法。
【請求項１４】
各軸方向への移動における最大速度および各軸回りの回転における最大角速度を個別に設定する速度設定ステップを有し、
前記制御ステップは、前記速度設定ステップを介した設定に応じて前記マニピュレータを駆動制御することを特徴とする請求項１０〜請求項１３の何れか１項に記載のロボット制御装置の制御方法。
【請求項１５】
前記入力手段の操作量と各軸方向への移動および各軸回りの回転それぞれの動作速度との関係を規定する変換式を個別に設定する変換式設定ステップを有し、
前記制御ステップは、前記変換式設定ステップを介した設定に応じて前記マニピュレータを駆動制御することを特徴とする請求項１０〜請求項１４の何れか１項に記載のロボット制御装置の制御方法。
【請求項１６】
前記マニピュレータの可動範囲を設定する可動範囲設定ステップを有し、
前記制御ステップは、前記可動範囲設定ステップを介した設定に応じて前記マニピュレータを駆動制御することを特徴とする請求項１０〜請求項１５の何れか１項に記載のロボット制御装置の制御方法。
【請求項１７】
前記制御ステップは、操作者の操作指示および前記複数の設定手段の設定に基づきマニピュレータを駆動制御する第１の制御モードと、制御プログラムに基づきマニピュレータを駆動制御する第２の制御モードと、を有することを特徴とする請求項１０〜請求項１６の何れか１項に記載のロボット制御装置の制御方法。
【請求項１８】
前記第１の制御モードおよび前記第２の制御モードの切替は、手動または自動で行われることを特徴とする請求項１７に記載のロボット制御装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロボット制御装置およびその制御方法に係り、特に、操作者の意図とは異なる方向へのアクチュエータの動作を防ぐことができると共に、作業対象および作業内容の変更が頻繁に起こる場合でも簡単に対応でき、多品種生産に好適なロボット制御装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生産現場等において、重量物・長尺物ワークの組み立てなどの２人以上の作業員を必要とする作業は多く存在する。このような作業の省力化のため、ハンドガイド装置を持つロボットやアクチュエータを備えたパワーアシスト装置に関する研究・開発が進められている（例えば、特許文献１および特許文献２）。このパワーアシスト装置は、少なくともロボットハンドまたはアクチュエータの手先に取り付けられたグリッパ・加工機等のエンドエフェクタ、並びに、作業者が制御操作するための入力デバイスを備えている。
【０００３】
このようなパワーアシスト装置において、操作者は入力デバイスを介してロボットハンドまたはアクチュエータを操作するが、その入力デバイスとして、例えば多軸入力が可能な力覚センサ、或いはジョイスティックやトラックボール等の位置偏差を利用するものなどが用いられている。この多軸入力は（ボタン操作やレバー操作などの）単軸入力に比べて操作可能な自由度が多い反面、操作者の意図とは異なる方向にも入力が受け付けられることがある。
【０００４】
これに対処するべく非特許文献２では、操作者の手ぶれによる意図とは異なる方向へのアクチュエータの動作を防ぐ手法を提案している。この従来技術は、力覚センサを入力デバイスとしたハンドガイドシステムにおいて、作業の主方向（例えば搬送作業であれば、搬送前の場所から搬送先への方向）を設定し、主方向への入力に対してはアクチュエータの制御ゲインを大きくし、その他の方向への入力に対しては制御ゲインを小さくするものである。これにより、主方向以外の方向へは操作しづらくすることができ、また大きな力を加えることによって微調整を行うことも可能としている。
【０００５】
また他方で、特開２００９−３４７５４号公報に開示の「パワーアシスト装置およびその制御方法」（特許文献３）では、ワークの位置決め作業に対する作業者の負担を軽減することを目的として、一連の作業タスクを複数の作業区間に分割して、「作業者の操作許容可否」および「パワーアシスト装置の自律動作可否」を作業区間毎に設定する手法が提案されている。ここで、「作業者の操作許容可否」は自由度を持つ各作動方向に対して駆動／解除されるブレーキ機構である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３８７２３８７号公報
【特許文献２】特開２００８−２１３１１９号公報
【特許文献３】特開２００９−３４７５４号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ＪＩＳ  Ｂ  ８４３３−１（5.10.3  ハンドガイド）
【非特許文献２】武居直行，村山英之，藤本英雄、「操作方向に依存して可変する手ぶれ補正アシスト」第２６回日本ロボット学会学術講演会予稿集、RSJ2008AC3C3-04
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した非特許文献２に開示されたハンドガイドシステムにおいては、操作できる主方向が予めプログラムされているため、動作中に主方向（または決められた軌道）以外の方向へ操作することが難しく、また、操作者の意図で操作できる主方向を変更することはできないという事情があった。そのため、多品種生産を行う現場など、作業対象および作業内容の変更が頻繁に起こる場合には、（移動方向、移動量、或いはグリッパの開閉等のエンドエフェクタの操作タイミングなどの）システム操作に現場作業者の高度な判断を必要とし、対応しづらいという問題があった。さらに、作業自体が複雑でハンドガイドロボットを様々な方向に操作する必要がある場合にも対応しづらい。
【０００９】
他方で、上述した特許文献３に開示された技術は、ワークの搬送経路として適当な軌道上の点（即ち位置）で作業区間を区切り、各作業区間で自由度を規制するものであることから、作業中に搬送経路を外れて作業することが難しく、また、操作者の意図で操作できる搬送経路を変更することはできないという事情があった。そのため、多品種生産を行う現場など、作業対象および作業内容の変更が頻繁に起こる場合に、対応しづらいという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、操作者の意図とは異なる方向へのアクチュエータの動作を防ぐことができると共に、作業対象および作業内容の変更が頻繁に起こる場合でも簡単な設定で対応でき、多品種生産に好適なロボット制御装置およびその制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、入力手段を介した操作者の操作指示に応じてマニピュレータにおける各軸方向への移動または各軸回りの回転を制御可能なロボット装置を制御するロボット制御装置であって、軸方向への移動および軸回りの回転の自由度について、１以上の自由度を制限または非制限を設定する複数の自由度設定手段と、操作者の前記複数の自由度設定手段を介した自由度の制限または非制限の設定に応じて前記マニピュレータを駆動制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のロボット制御装置において、前記複数の自由度設定手段は、軸方向への移動の自由度の制限または非制限を設定する移動自由度設定手段と、軸回りの回転の自由度の制限または非制限を設定する回転自由度設定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２の何れか１項に記載のロボット制御装置において、前記複数の自由度設定手段は、軸方向への移動および軸回りの回転の自由度について、個別に一の自由度の制限または非制限を設定する複数の個別自由度設定手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のロボット制御装置において、前記複数の自由度設定手段は、軸方向への移動または軸回りの回転の何れか一方の種或いは両方の種の自由度の制限を設定する種制限設定手段と、前記種制限設定手段により制限設定された軸方向への移動または軸回りの回転の何れか一方の種或いは両方の種の内の何れの軸または軸回りを制限するかを設定する制限軸設定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のロボット制御装置において、各軸方向への移動における最大速度および各軸回りの回転における最大角速度を個別に設定する速度設定手段を備え、前記制御手段は、前記速度設定手段を介した設定に応じて前記マニピュレータを駆動制御することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のロボット制御装置において、前記入力手段の操作量と各軸方向への移動および各軸回りの回転それぞれの動作速度との関係を規定する変換式を個別に設定する変換式設定手段を備え、前記制御手段は、前記変換式設定手段を介した設定に応じて前記マニピュレータを駆動制御することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載のロボット制御装置において、前記マニピュレータの可動範囲を設定する可動範囲設定手段を備え、前記制御手段は、前記可動範囲設定手段を介した設定に応じて前記マニピュレータを駆動制御することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７の何れか１項に記載のロボット制御装置において、前記制御手段は、操作者の操作指示および前記複数の設定手段の設定に基づきマニピュレータを駆動制御する第１の制御モードと、制御プログラムに基づきマニピュレータを駆動制御する第２の制御モードと、を備えることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のロボット制御装置において、前記第１の制御モードおよび前記第２の制御モードの切替は、手動または自動で行われることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１０に記載の発明は、入力手段を介した操作者の操作指示に応じてマニピュレータにおける各軸方向への移動または各軸回りの回転を制御可能なロボット装置を制御するロボット制御装置の制御方法であって、軸方向への移動および軸回りの回転の自由度について、１以上の自由度を制限または非制限を設定する複数の自由度設定ステップと、操作者の前記複数の自由度設定ステップを介した自由度の制限または非制限の設定に応じて前記マニピュレータを駆動制御する制御ステップと、を備えることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載のロボット制御装置の制御方法において、前記複数の自由度設定ステップは、軸方向への移動の自由度の制限または非制限を設定する移動自由度設定ステップと、軸回りの回転の自由度の制限または非制限を設定する回転自由度設定ステップと、を備えることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１２に記載の発明は、請求項１０または請求項１１の何れか１項に記載のロボット制御装置の制御方法において、前記複数の自由度設定ステップは、軸方向への移動および軸回りの回転の自由度について、個別に一の自由度の制限または非制限を設定する複数の個別設定ステップを備えることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１３に記載の発明は、請求項１０に記載のロボット制御装置の制御方法において、前記複数の自由度設定ステップは、軸方向への移動または軸回りの回転の何れか一方の種或いは両方の種の自由度の制限を設定する種制限設定ステップと、前記種制限設定ステップにより制限設定された軸方向への移動または軸回りの回転の何れか一方の種或いは両方の種の内の何れの軸または軸回りを制限するかを設定する制限軸設定ステップと、を備えることを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１４に記載の発明は、請求項１０〜請求項１３の何れか１項に記載のロボット制御装置の制御方法において、各軸方向への移動における最大速度および各軸回りの回転における最大角速度を個別に設定する速度設定ステップを備え、前記制御ステップは、前記速度設定ステップを介した設定に応じて前記マニピュレータを駆動制御することを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１５に記載の発明は、請求項１０〜請求項１４の何れか１項に記載のロボット制御装置の制御方法において、前記入力手段の操作量と各軸方向への移動および各軸回りの回転それぞれの動作速度との関係を規定する変換式を個別に設定する変換式設定ステップを備え、前記制御ステップは、前記変換式設定ステップを介した設定に応じて前記マニピュレータを駆動制御することを特徴とする。
【００２６】
また、請求項１６に記載の発明は、請求項１０〜請求項１５の何れか１項に記載のロボット制御装置の制御方法において、前記マニピュレータの可動範囲を設定する可動範囲設定ステップを備え、前記制御ステップは、前記可動範囲設定ステップを介した設定に応じて前記マニピュレータを駆動制御することを特徴とする。
【００２７】
また、請求項１７に記載の発明は、請求項１０〜請求項１６の何れか１項に記載のロボット制御装置の制御方法において、前記制御ステップは、操作者の操作指示および前記複数の設定手段の設定に基づきマニピュレータを駆動制御する第１の制御モードと、制御プログラムに基づきマニピュレータを駆動制御する第２の制御モードと、を備えることを特徴とする。
【００２８】
さらに、請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載のロボット制御装置の制御方法において、前記第１の制御モードおよび前記第２の制御モードの切替は、手動または自動で行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、複数の自由度設定手段により軸方向への移動および軸回りの回転の自由度について、１以上の自由度を制限または非制限を設定し、操作者の複数の自由度設定手段を介した自由度の制限または非制限の設定に応じてマニピュレータを駆動制御することとしたので、操作者の意図とは異なる方向への動作を防ぐことができると共に、作業対象および作業内容の変更が頻繁に起こる場合でも簡単な設定で対応でき、多品種生産に好適なロボット制御装置およびその制御方法を実現することができる。
【００３０】
また，最大速度、変換式または可動範囲の設定に応じてマニピュレータを駆動制御することとしたので、該作業工程に適した速度で作業を行うことができ、また、誤動作を抑制すると共に操作性・作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例に係るロボット制御装置の概略構成を示す構成図である。
【図２】実施例１のロボット制御装置における操作装置３０の外観を例示する斜視図である。
【図３】実施例１のロボット制御装置における制御装置４０の構成図である。
【図４】移動・設置作業における一連の作業（実施例１）を例示する説明図である。
【図５】面合わせ作業における一連の作業（実施例２）を例示する説明図である。
【図６】実施例３のロボット制御装置における操作装置３０ａの外観を例示する斜視図である。
【図７】実施例３のロボット制御装置における制御装置４０ａの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明のロボット制御装置およびその制御方法の実施例について、実施例１、実施例２、実施例３の順に図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、入力手段を介した操作者の操作指示に応じてマニピュレータにおける各軸方向への移動または各軸回りの回転を制御可能なロボット装置として、ハンドガイドロボットを例示し、該ハンドガイドロボットを制御するロボット制御装置について説明する。本発明は該ハンドガイドロボットに限定されることなく、少なくともマニピュレータを備えて部分的に操作者との協働作業を行う（操作者が手動操作を行い得る）ものであれば、他のロボット装置にも適用可能である。
【実施例１】
【００３３】
図１は本発明の実施例１に係るロボット制御装置の概略構成を示す構成図である。同図において、本実施例のロボット制御装置は、制御対象としてのマニピュレータ１（以下では、総称してハンドガイドロボット１とも記す）と、操作装置３０と、制御装置４０と、を備えて構成されている。
【００３４】
マニピュレータ１は、６個のロータリアクチュエータ（駆動装置；図示せず）およびリンク（剛体の構造物）を備えている。各リンク１２，１３，１４および基台部の間は回動（屈曲）または旋回可能なジョイント（連結部）２２，２３，２４を介して接続され、それぞれアクチュエータによって相対駆動されるようになっている。なお、６個のロータリアクチュエータは、制御装置４０から出力される制御信号に基づき制御され、空間６自由度の位置および姿勢が決定されることとなる。また、以下の説明では、ロータリアクチュエータをアクチュエータと略称する。
【００３５】
このマニピュレータ１において、第１リンク１２（即ち、基端側のリンク）は、第１ジョイント２２を介して基端側の基台部１１に接続され、また第２ジョイント２３を介して先端側の第２リンク１３に接続されている。なお、基台部１１は、後述の座標系におけるｚ軸回りの回転のみを行う回転ジョイント２１を介して台座に設置されている。
【００３６】
また、第２リンク１３は、第２ジョイント２３を介して基端側の第１リンク１２に接続され、また第３ジョイント２４を介して先端側の第３リンク１４に接続されている。さらに、第３リンク１４は、第３ジョイント２４を介して基端側の第２リンク１３に接続され、第３リンク１４の先端側にはグリッパ（把持部）１６が設置されている。
【００３７】
このマニピュレータ１先端のグリッパ（把持部）１６によりワークを把持し、運搬、加工、或いは図１に例示するようにワークＷ１を他のワークＷ２へのはめあい（組み立て）を行うものである。
【００３８】
また、操作者が当該ハンドガイドロボット１を操作するための操作装置３０も第３リンク１４の先端側に設置されている。図２には、本実施例のロボット制御装置における操作装置３０の外観を例示する斜視図を示す。
【００３９】
操作装置３０には、操作者が意図しない装置動作を防止するためのイネーブルスイッチ３１と、マニピュレータ１を手動操作するための操作桿３２および力覚センサ３３と、手動操作が可能である旨を報知する表示灯Ｌ１と、各種ボタンスイッチＢ１〜Ｂ５と、を備えている。
【００４０】
イネーブルスイッチ３１は、操作子が押された状態でのみ当該操作装置３０によるマニピュレータ１の操作を可能とし、操作子が押されない状態ではマニピュレータ１の操作を不可能とするためのスイッチである。イネーブルスイッチ３１としては、例えば、初期位置（非押圧位置）、押圧位置（中間位置）および押し込み位置の３点動作が可能である３点式スイッチが使用されている。なお、イネーブルスイッチ３１の操作子に外力が加えられないときには、初期位置（非押圧位置）に復帰する。
【００４１】
また、表示灯Ｌ１は、イネーブルスイッチ３１の操作子が押圧位置にあるときに点灯し、マニピュレータ１の手動操作が可能である旨を操作者に対して報知し、またイネーブルスイッチ３１の操作子が押し込み位置へ移動したときは消灯し、マニピュレータ１の手動操作が不可能となっている旨を操作者に対して報知する。なお、操作者の意図しない力加減によって、イネーブルスイッチ３１の操作子が押圧位置（中間位置）から外れた際にも表示灯Ｌ１は消灯し、操作者は手動操作が不可能になったことを認識できる。
【００４２】
また、操作桿３２および力覚センサ３３は一体化したものであり、操作者が操作桿３２に対して加える力、即ちｘ，ｙ，ｚの３軸並進方向の力成分並びに回転３軸回りのモーメント成分を６軸力覚センサ３３により同時に検出して、電気信号に変換する。
【００４３】
なお、マニピュレータ１の手動操作時には、操作者はイネーブルスイッチ３１および操作桿３２を左右それぞれの手で握る姿勢を取らざるを得ない構造となっている。このような構造とすることで、操作桿３２を持たない手を不用意に危険なところに持っていくような事故を未然に防ぐことができる。
【００４４】
また、各種ボタンスイッチＢ１〜Ｂ５として、Ｂ１は移動制限設定ボタンスイッチであり、Ｂ２は回転制限設定ボタンスイッチであり、Ｂ３は非常停止ボタンスイッチであり、Ｂ４はグリッパ開閉ボタンスイッチである。
【００４５】
ここで、移動制限設定ボタンスイッチＢ１および回転制限設定ボタンスイッチＢ２は、特許請求の範囲にいう複数の自由度設定手段に該当し、また、移動制限設定ボタンスイッチＢ１は移動自由度設定手段に、回転制限設定ボタンスイッチＢ２は回転自由度設定手段にそれぞれ該当する。
【００４６】
移動制限設定ボタンスイッチＢ１は、軸方向への移動の自由度についての制限または非制限を設定するもので、移動自由度設定ボタンスイッチＢ１の押下（ＯＮ）により軸方向への移動の自由度を制限し、マニピュレータ１の駆動制御において、ｘ軸，ｙ軸およびｚ軸の３軸並進のみ操作可能で、ｃ軸，ｂ軸およびａ軸の３軸回転（ｘ軸，ｙ軸およびｚ軸の軸回りの回転）の操作は不可能となる。
【００４７】
また他方で、回転制限設定ボタンスイッチＢ２は、軸回りの回転の自由度についての制限または非制限を設定するもので、回転制限設定ボタンスイッチＢ２の押下（ＯＮ）により軸回りの回転の自由度を制限し、マニピュレータ１の駆動制御において、ｃ軸，ｂ軸およびａ軸の３軸回転のみ操作可能で、ｘ軸，ｙ軸およびｚ軸の３軸並進の操作は不可能となる。
【００４８】
つまり、移動制限設定ボタンスイッチＢ１を押下したとき、ロボットの手先はエンドエフェクタ座標系からみて座標系軸回りの回転方向には動作できず、各軸方向への移動のみ可能であるので、ワークＷ１の位置のみを操作できる位置操作モードに遷移したとみることができる。また、回転自由度設定ボタンスイッチＢ２を押下したとき、ロボットの手先はエンドエフェクタ座標系からみて座標系軸方向への並進移動ができず、各軸回りの回転のみ可能であるので、ワークＷ１の姿勢のみを操作できる姿勢操作モードに遷移したとみることができる。
【００４９】
したがって、移動自由度設定ボタンスイッチＢ１は位置操作モードに、回転自由度設定ボタンスイッチＢ２は姿勢操作モードにそれぞれ遷移するための操作モード切替手段として機能することとなる。つまり、これら移動制限設定ボタンスイッチＢ１および回転制限設定ボタンスイッチＢ２を介して、操作者の意志で作業に応じて操作しやすい操作モードに遷移することができ、また操作者が意図しない方向への操作を抑制することができる。
【００５０】
ここで、実際の作業への適用を例示しておく。例えばワークの単純搬送作業（作業例１）では、移動制限設定ボタンスイッチＢ１および回転制限設定ボタンスイッチＢ２を共にＯＦＦとし（押下せず）、通常操作モードで６自由度（移動・回転）操作可能とするのが望ましい。つまりこの通常操作モードでは、マニピュレータ１の駆動制御において、ｘ軸，ｙ軸およびｚ軸の３軸並進、並びに、ｃ軸，ｂ軸およびａ軸の３軸回転の操作が可能である。
【００５１】
また、パレタイズ、はめあい作業等においてワークの姿勢を設置場所に合わせる作業（作業例２）では、移動制限設定ボタンスイッチＢ１をＯＮとし（押下し）、回転制限設定ボタンスイッチＢ２をＯＦＦとし（押下せず）、姿勢操作モードで３自由度（回転）操作可能とするのが望ましい。つまりこの姿勢操作モードでは、マニピュレータ１の駆動制御において、ｃ軸，ｂ軸およびａ軸の３軸回転のみ操作可能で、ｘ軸，ｙ軸およびｚ軸の３軸並進の操作は不可能となる。
【００５２】
さらに、パレタイズ、はめあい作業等において合わせたワークの姿勢を変えずに設置場所に設置する作業（作業例３）では、移動制限設定ボタンスイッチＢ１をＯＦＦとし（押下せず）、回転制限設定ボタンスイッチＢ２をＯＮとし（押下し）、位置操作モードで３自由度（移動）操作可能とするのが望ましい。つまりこの位置操作モードでは、マニピュレータ１の駆動制御において、ｘ軸，ｙ軸およびｚ軸の３軸並進のみ操作可能で、ｃ軸，ｂ軸およびａ軸の３軸回転の操作は不可能となる。
【００５３】
また、図３に本実施例のロボット制御装置における制御装置４０の構成図を示す。同図に示す制御装置４０は、補正部４１、第１座標変換部４２、自由度制御部４３、力−速度変換部４３ａ、第２座標変換部４４、指令生成部４５およびゲイン生成部４７を備えた構成である。
【００５４】
まずゲイン生成部４７について説明する。後述の自由度制限部４３において、操作桿３２に加えられた力成分およびモーメント成分にそれぞれゲイン係数を掛け合わせて操作量を生成するが、その際の各軸のゲイン係数をこのゲイン生成部４７で生成する。ゲイン生成部４７では、操作者による移動制限設定ボタンスイッチＢ１および回転制限設定ボタンスイッチＢ２の設定（ＯＮ／ＯＦＦ）に基づき、各軸のゲイン係数、即ち操作リスト｛Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ，Ｇθｘ，Ｇθｙ，Ｇθｚ｝を生成する。操作リストのより詳しい説明は後で述べる。
【００５５】
次に、補正部４１は、力覚センサ３３により検出されるｘ軸，ｙ軸およびｚ軸の３軸並進方向の力成分並びに回転３軸回りのモーメント成分を入力して、ゼロ点補正を行う。このゼロ点補正は、６軸の検出成分毎に操作者が操作桿３２を握って力覚センサ３３に力を加える直前の値を力覚センサ３３の初期値として保持しておき、該初期値を参照して行われる。
【００５６】
また、第１座標変換部４２は、力覚センサ３３により検出される検出成分、即ち力覚センサ３３に加えられた３軸並進方向の力成分Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚおよび回転３軸回りのモーメント成分Ｓθｘ，Ｓθｙ，Ｓθｚを、操作者が操作桿３２に加えた成分、即ち３軸並進方向の力成分Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚおよび回転３軸回りのモーメント成分Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚに変換する。つまり、図１に示す力覚センサ３３のセンサ座標系Ｐから操作者の操作入力座標系Ｏへの座標変換である。
【００５７】
例えば、操作者がｘ軸方向に入力したとしても、力覚センサ３３はｘ軸並進方向の力成分とｙ軸回りモーメント成分を検出することから、操作者の握り手位置と力覚センサ３３測定面との位置関係に基づきこの第１座標変換部４２による補正を行う必要がある。
【００５８】
また、自由度制御部４３は、操作者が操作桿３２に加えた成分、即ち３軸並進方向の力成分Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚおよび回転３軸回りのモーメント成分Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚと、ゲイン生成部４７で生成された操作リスト｛Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ，Ｇθｘ，Ｇθｙ，Ｇθｚ；１または０｝と、に基づき、各軸の操作量、即ち３軸並進方向の操作量Ｆｘ＿ｃ，Ｆｙ＿ｃ，Ｆｚ＿ｃおよび３軸回りの回転操作量Ｍｘ＿ｃ，Ｍｙ＿ｃ，Ｍｚ＿ｃを生成する。
【００５９】
具体的に、以下に示す演算が行われる。
【００６０】
（数１）
ｘ軸並進方向の操作量Ｆｘ＿ｃ＝Ｇｘ・Ｆｘ
ｙ軸並進方向の操作量Ｆｙ＿ｃ＝Ｇｙ・Ｆｙ
ｚ軸並進方向の操作量Ｆｚ＿ｃ＝Ｇｚ・Ｆｚ
ｘ軸回りの回転操作量Ｍｘ＿ｃ＝Ｇθｘ・Ｍｘ
ｙ軸回りの回転操作量Ｍｙ＿ｃ＝Ｇθｙ・Ｍｙ
ｚ軸回りの回転操作量Ｍｚ＿ｃ＝Ｇθｚ・Ｍｚ                      （１）
また、力−速度変換部４３ａは、各軸の操作量、即ち３軸並進方向の操作量Ｆｘ＿ｃ，Ｆｙ＿ｃ，Ｆｚ＿ｃおよび３軸回りの回転操作量Ｍ＿ｃ，Ｍｙ＿ｃ，Ｍｚ＿ｃそれぞれに、特性変換関数αを掛け合わせて、操作桿３２における速度入力量、即ち３軸並進方向の速度入力量Ｖｓｘ，Ｖｓｙ，Ｖｓｚおよび回転３軸回りの速度入力量Ｖｓｃ，Ｖｓｂ，Ｖｓａを生成する。ここで、特性変換関数αは、許容最大操作量Ｉｍａｘと最大速度Ｖｍａｘに基づき、α＝Ｖｍａｘ／Ｉｍａｘとして定義される。
【００６１】
具体的に、以下に示すような変換式に基づく演算が行われる。
【００６２】
（数２）
ｘ軸並進方向の速度入力量Ｖｓｘ＝α・Ｆｘ＿ｃ
ｙ軸並進方向の速度入力量Ｖｓｙ＝α・Ｆｙ＿ｃ
ｚ軸並進方向の速度入力量Ｖｓｚ＝α・Ｆｚ＿ｃ
ｘ軸回りの速度入力量Ｖｓｃ＝α・Ｍｘ＿ｃ
ｙ軸回りの速度入力量Ｖｓｂ＝α・Ｍｙ＿ｃ
ｚ軸回りの速度入力量Ｖｓａ＝α・Ｍｚ＿ｃ                        （２）
また、第２座標変換部４４は、力−速度変換部４３ａで生成された操作桿３２における速度入力量、即ち３軸並進方向の速度入力量Ｖｓｘ，Ｖｓｙ，Ｖｓｚおよび回転３軸回りの速度入力量Ｖｓｃ，Ｖｓｂ，Ｖｓａを、マニピュレータ１の手先位置（ＴＣＰ：エンドエフェクタ中心点）での操作量（速度入力量）、即ち３軸並進方向の操作量Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚおよび３軸回りの回転操作量Ｃｃ，Ｃｂ，Ｃａに変換する。つまり、図１に示す操作者の操作入力座標系Ｏへの座標変換からツール座標系（エンドエフェクタ座標系）Ｑへの座標変換である。
【００６３】
さらに、指令生成部４５は、ツール座標系Ｑに座標変換された３軸並進方向の操作量Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚおよび３軸回りの回転操作量Ｃｃ，Ｃｂ，Ｃａに基づき手先速度指令を生成し、アクチュエータに出力してマニピュレータ１を動作させる。
【００６４】
次に、具体的な作業を図４に例示して、本実施例のロボット制御装置の制御方法について説明する。図４は、移動・設置作業における一連の作業を例示する説明図である。
【００６５】
図４（ａ）に示すように、第１フェンス並びに窓の開いた第２フェンスに挟まれた自動動作エリアにハンドガイドロボット（マニピュレータ）１が設置されている。この作業例におけるハンドガイドロボット１による一連の作業は、自動動作エリア内の台座に載置されている直方体形状のワークＷ１を第２フェンスの窓をくぐって移動させ、第２フェンスの操作者側のハンドガイド・エリアの台座に載置されている箱形状のワークＷ２の凹部にはめ込むものである。
【００６６】
図４（ａ）に示す状態から図４（ｂ）に示す状態まで、即ちグリッパ１６により自動動作エリア内のワークＷ１を把持して、ハンドガイド・エリアの所定位置まで移動するまでの作業工程は、自動動作モードで行われる。
【００６７】
ここで、ワークＷ１がハンドガイド・エリアの所定位置に到達した段階で、ハンドガイドロボット（マニピュレータ）１は自動動作モードから協働動作モードへ遷移する。なお、現時点が自動動作モードまたは協働動作モードの何れの動作モードであるかは、表示灯などの報知手段を介して操作者に報知される。
【００６８】
次に、協働動作モード下で、操作者の操作に従ってワークＷ１をワークＷ２の凹部にはめ込む設置作業が行われる。ここでは、一連の設置作業を、ワークＷ１をワークＷ２凹部の開口面近傍まで移動し（第１作業）、ワークＷ１の底面（または側面）とワークＷ２凹部の開口面（または凹部の側面）とを平行にし（第２作業）、ワークＷ１底面の１つの角部とワークＷ２凹部の開口面の対応する角部との位置を合わせ（第３作業：（図４（ｃ）参照））、ワークＷ１底面の各辺とワークＷ２凹部の開口面の各辺との位置を合わせ（第４作業）、ワークＷ１をワークＷ２の凹部にはめ込む（第５作業：（図４（ｄ）参照））、という一連の流れで操作者が作業するものとする。
【００６９】
また、操作者による移動制限設定ボタンスイッチＢ１および回転制限設定ボタンスイッチＢ２の設定（ＯＮ／ＯＦＦ）に基づき、ゲイン生成部４７が生成する各軸のゲイン係数、即ち操作リスト｛Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ，Ｇθｘ，Ｇθｙ，Ｇθｚ｝は、次の通りである。
【００７０】
（数３）
通常操作モード時の操作リスト：｛１，１，１，１，１，１｝
移動制限設定ボタンスイッチＢ１＝ＯＦＦ、
回転制限設定ボタンスイッチＢ２＝ＯＦＦ
姿勢操作モード時の操作リスト：｛０，０，０，１，１，１｝
移動制限設定ボタンスイッチＢ１＝ＯＮ、
回転制限設定ボタンスイッチＢ２＝ＯＦＦ
位置操作モード時の操作リスト：｛１，１，１，０，０，０｝
移動制限設定ボタンスイッチＢ１＝ＯＦＦ、
回転制限設定ボタンスイッチＢ２＝ＯＮ                        （３）
まず、第１作業を行う際には、操作者は位置操作モードを選択（移動制限設定ボタンスイッチＢ１を押下せず、回転制限設定ボタンスイッチＢ２のみを押下）して、ｘ軸，ｙ軸およびｚ軸の３軸並進のみ操作可能で、ｃ軸，ｂ軸およびａ軸の３軸回転の操作は不可能な状態で作業する。この第１作業で、操作者はワークＷ１をワークＷ２凹部の開口面近傍まで移動する。
【００７１】
次に、第２作業を行う際には、操作者は姿勢操作モードを選択（移動制限設定ボタンスイッチＢ１のみを押下し、回転制限設定ボタンスイッチＢ２を押下せず）して、ｃ軸，ｂ軸およびａ軸の３軸回転の操作のみ可能で、ｘ軸，ｙ軸およびｚ軸の３軸並進の操作は不可能な状態で作業する。この第２作業で、操作者はワークＷ１の底面（または側面）とワークＷ２凹部の開口面（または凹部の側面）とを平行にする。
【００７２】
次に、第３作業を行う際には、操作者は再び位置操作モードを選択して、ｘ軸，ｙ軸およびｚ軸の３軸並進のみ操作可能で、ｃ軸，ｂ軸およびａ軸の３軸回転の操作は不可能な状態で作業する。この第３作業で、操作者はワークＷ１底面の１つの角部とワークＷ２凹部の開口面の対応する角部との位置を合わせる。
【００７３】
次に、第４作業を行う際には、操作者は再び姿勢操作モードを選択して、ｃ軸，ｂ軸およびａ軸の３軸回転の操作のみ可能で、ｘ軸，ｙ軸およびｚ軸の３軸並進の操作は不可能な状態で作業する。この第４作業で、操作者はワークＷ１底面の各辺とワークＷ２凹部の開口面の各辺との位置を合わせる。
【００７４】
さらに、第５作業を行う際には、操作者は再び位置操作モードを選択して、ｘ軸，ｙ軸およびｚ軸の３軸並進のみ操作可能で、ｃ軸，ｂ軸およびａ軸の３軸回転の操作は不可能な状態で作業する。この第５作業で、操作者はワークＷ１をワークＷ２の凹部にはめ込む。
【００７５】
以上説明したように、本実施例のロボット制御装置およびその制御方法では、操作装置３０（入力手段）を介した操作者の操作指示に応じてマニピュレータにおける各軸方向への移動または各軸回りの回転を制御可能なハンドガイドロボット１を制御するロボット制御装置において、複数の自由度設定手段（移動制限設定ボタンスイッチＢ１および回転制限設定ボタンスイッチＢ２）により、軸方向への移動および軸回りの回転の自由度について、１以上の自由度を制限または非制限を設定し、制御装置４０により、操作者の複数の設定手段を介した自由度の制限または非制限の設定に応じてマニピュレータを駆動制御する。
【００７６】
このように、操作者が制限設定した軸方向への移動または軸回りの回転は操作不可能となり、非制限設定した軸方向への移動または軸回りの回転のみが操作可能となるので、操作者の手ぶれ等による意図とは異なる方向へのアクチュエータの動作を防ぐことができ、作業に必要のない方向へ操作されてしまうことを抑制することができる。
【００７７】
また、本実施例のロボット制御装置およびその制御方法では、複数の自由度設定手段として、軸方向への移動の自由度の制限または非制限を設定する移動自由度設定手段（移動制限設定ボタンスイッチＢ１）と、軸回りの回転の自由度の制限または非制限を設定する回転自由度設定手段（回転制限設定ボタンスイッチＢ２）と、を備えて、移動自由度設定ボタンスイッチＢ１押下時には位置操作モードに、回転自由度設定ボタンスイッチＢ２押下時には姿勢操作モードにそれぞれ遷移するための操作モード切替手段として機能させる。
【００７８】
このように、操作中に操作者の判断で操作モードを変更できるため、作業対象の変更（大きさの違いなど）や、作業のリトライに対応しやすい。結果として、作業対象および作業内容の変更が頻繁に起こる場合でも簡単な操作モード変更で対応でき、多品種生産に好適なロボット制御装置およびその制御方法を実現することができる。
【００７９】
また、特許文献３に開示された技術（即ち、ワークの搬送経路として適当な軌道上の点（即ち位置）で作業区間を区切って各作業区間で自由度を規制するもの）では、作業途中に状態を修正したい場合などに、前作業工程が開始される軌道上の点にまで戻して改めて該作業工程の作業を行う必要があった。これに対して、本実施例のロボット制御装置およびその制御方法では、前作業が不完全で修正の必要がある場合には、その修正作業に適した操作モードを選択して現作業に状態修正の作業を合わせ込めばよく、効率的に作業を進めることが可能となる。
【００８０】
また、本実施例のロボット制御装置およびその制御方法では、操作者の操作指示に応じ各作業工程毎の制御テーブルに基づきマニピュレータを駆動制御する第１の制御モード（協働動作モード）と、制御プログラムに基づきマニピュレータを駆動制御する第２の制御モード（自動動作モード）と、を備え、第１の制御モードおよび第２の制御モードの切替は、手動または自動で行われる。
【００８１】
例えば、教示・プレイバックやセンサ処理等による認識・判断に従って実現できる作業は第２の制御モード（自動動作モード）でハンドガイドロボット１が自律的に作業を行い、教示や認識・判断が難しい作業は第１の制御モード（協働動作モード）で操作者の手動により作業を行う。このように作業の種類・難易度に応じてモードを切り替えることでより効率的にハンドガイドロボット１を活用することができる。
【実施例２】
【００８２】
次に、本発明の実施例２に係るロボット制御装置およびその制御方法について、ここで、図５を参照して説明する。図５は、面合わせ作業における一連の作業を例示する説明図である。なお、ロボット制御装置の構成については実施例１（図１〜図３参照）と同等である。また、本実施例は協働動作モード下での作業のみを説明することとし、該作業の前後について動作モードは限定されない。
【００８３】
本実施例では、操作者の操作に従ってワークＷ２１の１つの面をワークＷ２２の１つの面に面合わせする作業が行われる。ここでは、面合わせ作業を、ワークＷ２１をワークＷ２２の面合わせする側の面近傍まで移動して、ワークＷ２１の面合わせする側の面の１つの角部をワークＷ２２の面合わせする側の面に点接触させ（第１作業：（図５（ａ）から図５（ｂ）まで）、ワークＷ２１の面合わせする側の面の１つの辺をワークＷ２２の面合わせする側の面に線接触させ（第２作業：（図５（ｂ）から図５（ｃ）まで）、ワークＷ２１の面合わせする側の面をワークＷ２２の面合わせする側の面に面接触させる（第３作業：（図５（ｃ）から図５（ｄ）まで）一連の作業で順に行うものとする。
【００８４】
また、操作者による移動制限設定ボタンスイッチＢ１および回転制限設定ボタンスイッチＢ２の設定（ＯＮ／ＯＦＦ）に基づき、ゲイン生成部４７が生成する各軸のゲイン係数、即ち操作リスト｛Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ，Ｇθｘ，Ｇθｙ，Ｇθｚ｝は、実施例１と同様に式（３）の通りである。
【００８５】
まず、第１作業を行う際には、操作者は位置操作モードを選択（移動制限設定ボタンスイッチＢ１を押下せず、回転制限設定ボタンスイッチＢ２のみを押下）して、ｘ軸，ｙ軸およびｚ軸の３軸並進のみ操作可能で、ｃ軸，ｂ軸およびａ軸の３軸回転の操作は不可能な状態で作業する。この第１作業で、操作者はワークＷ２１をワークＷ２２の面合わせする側の面近傍まで移動して、ワークＷ２１の面合わせする側の面の１つの角部をワークＷ２２の面合わせする側の面に点接触させる。
【００８６】
次に、第２作業を行う際には、操作者は姿勢操作モードを選択（移動制限設定ボタンスイッチＢ１のみを押下し、回転制限設定ボタンスイッチＢ２を押下せず）して、ｃ軸，ｂ軸およびａ軸の３軸回転の操作のみ可能で、ｘ軸，ｙ軸およびｚ軸の３軸並進の操作は不可能な状態で作業する。この第２作業で、操作者はワークＷ２１の面合わせする側の面の１つの辺をワークＷ２２の面合わせする側の面に線接触させる。
【００８７】
次に、第３作業を行う際には、操作者は再び位置操作モードを選択して、ｘ軸，ｙ軸およびｚ軸の３軸並進のみ操作可能で、ｃ軸，ｂ軸およびａ軸の３軸回転の操作は不可能な状態で作業する。この第３作業で、ワークＷ２１の面合わせする側の面をワークＷ２２の面合わせする側の面に面接触させる。
【００８８】
以上説明したように、本実施例のロボット制御装置およびその制御方法では、実施例１と同等の効果を奏し、作業対象および作業内容の変更が頻繁に起こる場合でも作業工程切替または簡単な設定変更で対応でき、多品種生産に好適なロボット制御装置およびその制御方法を実現することができる。
【００８９】
〔変形例１〕
以上説明した実施例１および実施例２では、移動制限設定ボタンスイッチＢ１および回転制限設定ボタンスイッチＢ２の設定（ＯＮ／ＯＦＦ）に基づき、姿勢操作モードおよび位置操作モードを選択可能としたが、軸方向への移動および軸回りの回転の自由度について、個別に一の自由度の制限または非制限を設定する複数の個別自由度設定手段を具備することで、さらに極めの細かい操作モードを選択設定することができる。
【００９０】
つまり、移動制限設定ボタンスイッチＢ１および回転制限設定ボタンスイッチＢ２に加えて、ｘ軸，ｙ軸およびｚ軸の移動、並びに、ｃ軸，ｂ軸およびａ軸の回転（ｘ軸，ｙ軸およびｚ軸の軸回りの回転）の自由度をそれぞれ個別に制限するｘ軸移動制限設定ボタンスイッチ、ｙ軸移動制限設定ボタンスイッチ、ｚ軸移動制限設定ボタンスイッチ、ｃ軸回転制限設定ボタンスイッチ、ｂ軸回転制限設定ボタンスイッチおよびａ軸回転制限設定ボタンスイッチを具備する構成である。
【００９１】
なお、本変形例では、複数の制限設定ボタンスイッチが押下されることも想定しており、ゲイン生成部４７では、操作者による制限設定ボタンスイッチの設定（ＯＮ／ＯＦＦ）に応じて、操作リスト｛Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ，Ｇθｘ，Ｇθｙ，Ｇθｚ｝におけるＯＮ（押下）設定された軸のゲイン係数を「０」に設定する。
【００９２】
これにより、６軸のゲイン係数を持つ操作リスト｛Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ，Ｇθｘ，Ｇθｙ，Ｇθｚ｝において、個々のゲイン係数が「１」または「０」となる全ての組み合わせの操作リストを生成できることとなる。
【００９３】
例えば、実施例１で例示した移動・設置作業（図４参照）において、第２作業を行う際に姿勢操作モードを選択したが、この第２作業はｃ軸およびａ軸の２軸回転のみ操作可能とすれば作業できる。したがって、本変形例において、移動制限設定ボタンスイッチＢ１およびｂ軸回転制限設定ボタンスイッチを押下し、他の制限設定ボタンスイッチを押下しなければ、ｃ軸およびａ軸の２軸回転のみ操作可能な操作モードを設定することができ、より望ましい操作モード下で作業を進めることができる。
【００９４】
また、実施例１の第４作業においては姿勢操作モードを選択したが、移動制限設定ボタンスイッチＢ１、ｂ軸回転制限設定ボタンスイッチおよびａ軸回転制限設定ボタンスイッチを押下し、他の制限設定ボタンスイッチを押下しなければ、ｃ軸回転のみ操作可能な操作モードを設定することができ、より望ましい操作モード下で作業を進めることができる。
【００９５】
また、実施例１の第５作業においては位置操作モードを選択したが、回転制限設定ボタンスイッチＢ２、ｘ軸移動制限設定ボタンスイッチおよびｙ軸移動制限設定ボタンスイッチを押下し、他の制限設定ボタンスイッチを押下しなければ、ｚ軸並進のみ操作可能な操作モードを設定することができ、より望ましい操作モード下で作業を進めることができる。
【００９６】
また、実施例２で例示した面合わせ作業（図５参照）において、第２作業を行う際に姿勢操作モードを選択したが、この第２作業はｂ軸およびａ軸の２軸回転のみ操作可能とすれば作業できる。したがって、本変形例において、移動制限設定ボタンスイッチＢ１およびｃ軸回転制限設定ボタンスイッチを押下し、他の制限設定ボタンスイッチを押下しなければ、ｂ軸およびａ軸の２軸回転のみ操作可能な操作モードを設定することができ、より望ましい操作モード下で作業を進めることができる。
【００９７】
また、実施例２の第３作業においては位置操作モードを選択したが、回転制限設定ボタンスイッチＢ２、ｘ軸移動制限設定ボタンスイッチおよびｙ軸移動制限設定ボタンスイッチを押下し、他の制限設定ボタンスイッチを押下しなければ、ｚ軸並進のみ操作可能な操作モードを設定することができ、より望ましい操作モード下で作業を進めることができる。
【００９８】
以上説明したように、本変形例のロボット制御装置およびその制御方法では、操作中に操作者の判断でよりきめ細かく操作モードを変更できるため、作業に必要のない方向への操作を一層抑制することができる。また、作業対象および作業内容の変更が頻繁に起こる場合への対応も簡単な操作モード変更でよりきめ細かく行うことができ、多品種生産に好適なロボット制御装置およびその制御方法を実現することができる。
【００９９】
なお、本変形例では、実施例１の移動制限設定ボタンスイッチＢ１および回転制限設定ボタンスイッチＢ２に、個別に一の自由度の制限または非制限を設定する６個の個別設定手段を加えた構成としたが、移動制限設定ボタンスイッチＢ１および回転制限設定ボタンスイッチＢ２を持たず、ｘ軸，ｙ軸およびｚ軸の移動、並びに、ｃ軸，ｂ軸およびａ軸の回転（ｘ軸，ｙ軸およびｚ軸の軸回りの回転）の自由度をそれぞれ個別に制限するｘ軸移動制限設定ボタンスイッチ、ｙ軸移動制限設定ボタンスイッチ、ｚ軸移動制限設定ボタンスイッチ、ｃ軸回転制限設定ボタンスイッチ、ｂ軸回転制限設定ボタンスイッチおよびａ軸回転制限設定ボタンスイッチのみで構成しても良い。制限設定ボタンスイッチの数を８個から６個に減少させることができるが、操作モード設定のための操作者の制限設定ボタンスイッチ押下回数は若干増えることになる。
【０１００】
〔変形例２〕
次に、極めの細かい操作モードを選択設定できる他の構成について説明する。本変形例では、操作モードを設定するために、軸方向への移動または軸回りの回転の何れか一方の種或いは両方の種の自由度の制限を設定する種制限設定手段と、該種制限設定手段により制限設定された軸方向への移動または軸回りの回転の何れか一方の種或いは両方の種の内の何れの軸または軸回りを制限するかを設定する制限軸設定手段と、を具備する。
【０１０１】
この構成では、ある軸またはある軸回りの自由度を制限設定するためには、種制限設定手段により種を選択した後に、制限軸設定手段によりｘ軸，ｙ軸またはｚ軸の何れかを選択設定するという２段階の設定作業が必要となる。
【０１０２】
例えば、ｃ軸およびａ軸の２軸回転のみ操作可能な操作モードを設定するには、種制限設定手段により軸方向への移動（種）を選択した後に、制限軸設定手段によりｘ軸，ｙ軸およびｚ軸の全てを選択設定し、次に、種制限設定手段により軸回りの回転（種）を選択した後に、制限軸設定手段によりｙ軸（ｙ軸回りの回転、即ちｂ軸回転）を選択設定することとなる。
【０１０３】
また、ｚ軸並進のみ操作可能な操作モードを設定するには、種制限設定手段により軸回りの回転（種）を選択した後に、制限軸設定手段によりｘ軸，ｙ軸およびｚ軸（ｘ軸回り，ｙ軸回りおよびｚ軸回りの回転、即ちｃ軸，ｂ軸およびａ軸の回転）の全てを選択設定し、次に、種制限設定手段により軸方向への移動（種）を選択した後に、制限軸設定手段によりｘ軸およびｙ軸を選択設定することとなる。
【０１０４】
以上説明したように、本変形例のロボット制御装置およびその制御方法においても、変形例１の効果と同等の効果を奏することができる。なお、変形例１の構成と比べて、制限設定ボタンスイッチの数を８個から４個に減少させることができるが、操作モード設定のための制限設定ボタンスイッチ押下回数は増えることになる。
【０１０５】
なお、以上説明した実施例１、実施例２、変形例１および変形例２では、特許請求の範囲にいう複数の自由度設定手段として、その押下により自由度を制限する制限設定ボタンスイッチを用いる構成とした。これは、自由度の非制限を設定する（即ち、軸方向への移動および軸回りの回転の内の操作可能なものを設定する）観点からすると、論理学にいう「負論理」のロジックである。
【０１０６】
この自由度の非制限を設定する観点で、「正論理」のロジックとするには、その押下により自由度の非制限を設定する非制限設定ボタンスイッチを用いる構成とすれば良い。この場合、ゲイン生成部４７では、操作者による非制限設定ボタンスイッチの設定（ＯＮ／ＯＦＦ）に応じて、操作リスト｛Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ，Ｇθｘ，Ｇθｙ，Ｇθｚ｝におけるＯＮ（押下）設定された軸のゲイン係数を「１」に設定することになる。これにより、操作者がその時々に軸方向への移動および軸回りの回転の内の操作可能なものを適宜設定することができ、操作者によっては、直感的に分かり易い（設定操作し易い）ものとすることができる。
【実施例３】
【０１０７】
次に、本発明の実施例３に係るロボット制御装置およびその制御方法について説明する。
【０１０８】
実施例１〜実施例３に例示したロボット制御装置は、マニピュレータにおける各軸方向への移動または各軸回りの回転の自由度について制限または非制限を設定し、該設定に応じてマニピュレータを駆動制御することに特徴があったが、本実施例では、この特徴にさらに以下の特徴が加わる。
【０１０９】
すなわち、各軸方向への移動における最大速度および各軸回りの回転における最大角速度、操作量と各軸方向への移動および各軸回りの回転それぞれの動作速度との関係を規定する変換式、並びに、マニピュレータの可動範囲をそれぞれ設定し、該設定に応じてマニピュレータを駆動制御する点である。
【０１１０】
本実施例のロボット制御装置の概略構成は実施例１の構成（図１参照）と同等である。但し、操作装置３０ａおよび制御装置４０ａは本実施例固有の構成および機能を持つ。図６には、本実施例のロボット制御装置における操作装置３０ａの外観を例示する斜視図を示す。
【０１１１】
操作装置３０ａには、実施例１の操作装置３０と同様に、操作者が意図しない装置動作を防止するためのイネーブルスイッチ３１と、マニピュレータ１を手動操作するための操作桿３２および力覚センサ３３と、手動操作が可能である旨を報知する表示灯Ｌ１と、を備えている。これらの構成要素については実施例１と同等であるため詳細な説明を省略する。
【０１１２】
また実施例１の操作装置３０とは異なり、本実施例の操作装置３０ａには、各種ボタンスイッチＢ１１〜Ｂ１８と、各種設定切替スイッチ３５，３６，３７と、表示部ＤＳおよびテンキー部ＴＫを備えた操作パネル３８と、を備えている。
【０１１３】
各種ボタンスイッチＢ１〜Ｂ５として、非常停止ボタンスイッチＢ１１、グリッパ開閉ボタンスイッチＢ１２、ｘ軸移動非制限設定ボタンスイッチＢ１３、ｙ軸移動非制限設定ボタンスイッチＢ１４、ｚ軸移動非制限設定ボタンスイッチＢ１５、ｃ軸回転非制限設定ボタンスイッチＢ１６、ｂ軸回転非制限設定ボタンスイッチＢ１７およびａ軸回転非制限設定ボタンスイッチＢ１８を備えている。
【０１１４】
ここで、各非制限設定ボタンスイッチＢ１３〜Ｂ１８は、特許請求の範囲にいう複数の個別自由度設定手段に該当する。ｘ軸移動非制限設定ボタンスイッチＢ１３は、ｘ軸方向への移動の自由度について非制限を設定するもので、ｘ軸移動非制限設定ボタンスイッチＢ１の押下（ＯＮ）により、ｘ軸方向への移動が制限されることなく自由となる。また、ｃ軸回転非制限設定ボタンスイッチＢ１６は、ｘ軸回りの回転（ｃ軸回転）の自由度について非制限を設定するもので、ｃ軸回転非制限設定ボタンスイッチＢ１６の押下（ＯＮ）により、ｘ軸回りの回転（ｃ軸回転）が制限されることなく自由となる。また他の非制限設定ボタンスイッチについても同様である。なお、複数の非制限設定ボタンスイッチを同時または連続して押下することも可能であり、その場合、押下された非制限設定ボタンスイッチに対応する軸移動または軸回転が制限されることなく自由となる。
【０１１５】
また各種設定切替スイッチとしては、ｘ軸，ｙ軸またはｚ軸の並進方向への移動における最大速度Ｖｍａｘ［ｍｍ／ｓｅｃ］を切替設定する最大速度設定切替スイッチ３５と、ｘ軸，ｙ軸またはｚ軸の軸回りの回転（ｃ軸回転、ｂ軸回転またはａ軸回転）における最大角速度Ｖｍａｘ［ｄｅｇ／ｓｅｃ］を切替設定する最大角速度設定切替スイッチ３６と、操作量と各軸方向への移動および各軸回りの回転それぞれの動作速度との関係を規定する変換式の種別を切替設定する変換式種別設定切替スイッチ３７と、を備えている。
【０１１６】
なお、本実施例では、最大速度設定切替スイッチ３５および最大角速度設定切替スイッチ３６を備えて、最大速度および最大角速度を独立して設定可能な態様を例示しているが、これらを１つの設定切替スイッチにまとめて、最大速度および最大角速度について高速／低速、或いは高速／中速／低速などの切替設定を行う態様としても良い。後述の具体的な例示においても、それぞれ相対的に高速（例えば最大速度２５０［ｍｍ／ｓｅｃ］および最大角速度３０［ｄｅｇ／ｓｅｃ］）に設定する高速設定と、相対的に低速（例えば最大速度１００［ｍｍ／ｓｅｃ］および最大角速度１０［ｄｅｇ／ｓｅｃ］）に設定する低速設定と、の切替を行うものとしている。
【０１１７】
また、変換式種別設定切替スイッチ３７では、変換式の種別として、Ａ：「速度入力＝α・（操作量）」、Ｂ：「速度入力＝β・（操作量）２」またはＣ：「速度入力＝γ・（操作量）３」の内何れか１つを選択して切り替える。ここで、特性変換関数α、βおよびγは、許容最大操作量をＩｍａｘとし、最大速度または最大角速度をＶｍａｘとするとき、それぞれα＝Ｖｍａｘ／Ｉｍａｘ、β＝Ｖｍａｘ／Ｉｍａｘ２およびγ＝Ｖｍａｘ／Ｉｍａｘ３として規定される。
【０１１８】
また、操作パネル３８には、表示部ＤＳおよびテンキー部ＴＫを備え、各種設定を行うことができる。本実施例では、この操作パネル３８を介して、マニピュレータ１の可動範囲を設定する。具体的には、マニピュレータ１先端のグリッパ（把持部）１６により把持されるワークの外部周囲の可動範囲を想定して、マニピュレータ１の手先位置（ＴＣＰ）（または該ワークの所定の基準点）についての可動範囲（可動空間）を設定する。
【０１１９】
本実施例では、各種非制限設定ボタンスイッチＢ１３〜Ｂ１８、各種設定切替スイッチ３５〜３７および操作パネル３８の操作手順について、例えば次のような手順で行う。すなわち、まず各種非制限設定ボタンスイッチＢ１３〜Ｂ１８を介して非制限の軸移動または軸回転を選択設定し、次に、最大速度設定切替スイッチ３５および最大角速度設定切替スイッチ３６を介して最大速度および最大角速度を設定し、そして変換式種別設定切替スイッチ３７を介して変換式の種別を設定し、さらに操作パネル３８を介してマニピュレータ１の可動範囲を設定した後に、操作パネル３８上の確定キー（図示せず）等で設定内容を確定するようにする。
【０１２０】
なお、最大速度、最大角速度、変換式の種別および可動範囲の設定は、各種非制限設定ボタンスイッチＢ１３〜Ｂ１８を介して選択設定した１つの軸について、或いは各種非制限設定ボタンスイッチＢ１３〜Ｂ１８を介して同時または連続設定した複数の軸について設定可能である。
【０１２１】
また、図８に本実施例のロボット制御装置における制御装置４０ａの構成図を示す。同図に示す制御装置４０は、補正部４１、第１座標変換部４２、自由度制御部４３、力−速度変換部４３ａ、可動範囲制限部４３ｂ、第２座標変換部４４、指令生成部４５およびゲイン・操作特性設定部４７ａを備えた構成である。
【０１２２】
ゲイン・操作特性設定部４７ａでは各種制御パラメータを設定する。制御パラメータとしては、各軸方向への移動および各軸回りの回転それぞれの自由度について個別に制限または非制限が設定される自由度操作リスト（実施例１の操作リストに該当する）がある。この自由度操作リストは、各軸のゲイン係数｛Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ，Ｇθｘ，Ｇθｙ，Ｇθｚ｝であり、各種非制限設定ボタンスイッチＢ１３〜Ｂ１８の選択設定に基づき、押下された非制限設定ボタンスイッチに対応する軸のゲイン係数が「１」に設定される。
【０１２３】
また、制御パラメータとして、各軸方向への移動における最大速度および各軸回りの回転における最大角速度、並びに、操作量と各軸方向への移動および各軸回りの回転それぞれの動作速度との関係を規定する特性変換について、作業工程単位で個別に設定される操作特性操作リストと、マニピュレータ１の可動範囲について、作業工程単位で個別に設定される操作範囲操作リストと、がある。操作特性操作リストは、最大速度設定切替スイッチ３５、最大角速度設定切替スイッチ３６および変換式種別設定切替スイッチ３７を介した選択設定に基づき設定され、操作範囲操作リストは操作パネル３８を介した設定内容に基づき設定される。
【０１２４】
次に、補正部４１は、実施例１と同様に、力覚センサ３３により検出されるｘ軸，ｙ軸およびｚ軸の３軸並進方向の力成分並びに回転３軸回りのモーメント成分を入力して、ゼロ点補正を行う。
【０１２５】
また、第１座標変換部４２は、実施例１と同様に、力覚センサ３３により検出される検出成分、即ち力覚センサ３３に加えられた３軸並進方向の力成分Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚおよび回転３軸回りのモーメント成分Ｓθｘ，Ｓθｙ，Ｓθｚを、操作者が操作桿３２に加えた成分、即ち３軸並進方向の力成分Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚおよび回転３軸回りのモーメント成分Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚに変換する。つまり、図１に示す力覚センサ３３のセンサ座標系Ｐから操作者の操作入力座標系Ｏへの座標変換である。
【０１２６】
また、自由度制御部４３は、操作者が操作桿３２に加えた成分、即ち３軸並進方向の力成分Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚおよび回転３軸回りのモーメント成分Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚと、ゲイン・操作特性設定部４７ａで設定された自由度操作リスト｛Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ，Ｇθｘ，Ｇθｙ，Ｇθｚ；１または０｝と、に基づき、各軸の操作量、即ち３軸並進方向の操作量Ｆｘ＿ｃ，Ｆｙ＿ｃ，Ｆｚ＿ｃおよび３軸回りの回転操作量Ｍｘ＿ｃ，Ｍｙ＿ｃ，Ｍｚ＿ｃを生成する。具体的に、実施例１の式（１）と同様の演算が行われる。
【０１２７】
また、力−速度変換部４３ａは、操作特性操作リストで指定された変換式において、各軸の操作量、即ち３軸並進方向の操作量Ｆｘ＿ｃ，Ｆｙ＿ｃ，Ｆｚ＿ｃおよび３軸回りの回転操作量Ｍ＿ｃ，Ｍｙ＿ｃ，Ｍｚ＿ｃそれぞれに、指定された特性変換関数α、βまたはγを掛け合わせて、操作桿３２における速度入力量、即ち３軸並進方向の速度入力量Ｖｓｘ，Ｖｓｙ，Ｖｓｚおよび回転３軸回りの速度入力量Ｖｓｃ，Ｖｓｂ，Ｖｓａを生成する。
【０１２８】
例えば、操作特性操作リストにおいて変換式Ｂが指定されているとき、以下に示すような変換式に基づく演算が行われる。
【０１２９】
（数４）
ｘ軸並進方向の速度入力量Ｖｓｘ＝β・Ｆｘ＿ｃ２
ｙ軸並進方向の速度入力量Ｖｓｙ＝β・Ｆｙ＿ｃ２
ｚ軸並進方向の速度入力量Ｖｓｚ＝β・Ｆｚ＿ｃ２
ｘ軸回りの速度入力量Ｖｓｃ＝β・Ｍｘ＿ｃ２
ｙ軸回りの速度入力量Ｖｓｂ＝β・Ｍｙ＿ｃ２
ｚ軸回りの速度入力量Ｖｓａ＝β・Ｍｚ＿ｃ２                        （４）
また、第２座標変換部４４は、力−速度変換部４３ａで生成された操作桿３２における速度入力量、即ち３軸並進方向の速度入力量Ｖｓｘ，Ｖｓｙ，Ｖｓｚおよび回転３軸回りの速度入力量Ｖｓｃ，Ｖｓｂ，Ｖｓａを、マニピュレータ１の手先位置（ＴＣＰ：エンドエフェクタ中心点）での操作量（速度入力量）、即ち３軸並進方向の操作量Ｖｔｘ，Ｖｔｙ，Ｖｔｚおよび３軸回りの回転操作量Ｖｔｃ，Ｖｔｂ，Ｖｔａに変換する。つまり、図１に示す操作者の操作入力座標系Ｏへの座標変換からツール座標系（エンドエフェクタ座標系）Ｑへの座標変換である。
【０１３０】
また、可動範囲制限部４３ｂは、各軸についての速度入力量の積分から現在位置を確認して、現操作量（速度入力量）に基づく移動後にマニピュレータ１の手先位置（ＴＣＰ）が操作範囲操作リストに設定された可動範囲内にあるか否かを判断する。該判断の結果、例えばｘ軸方向について可動範囲外にある場合には、ｘ軸方向の操作量をＣｘ＝０として出力する。
【０１３１】
さらに、指令生成部４５は、可動範囲制限部４３ｂから出力された３軸並進方向の操作量Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚおよび３軸回りの回転操作量Ｃｃ，Ｃｂ，Ｃａに基づき手先速度指令を生成し、アクチュエータに出力してマニピュレータ１を動作させる。
【０１３２】
次に、本実施例のロボット制御装置の制御方法について説明する。本実施例は、実施例２の説明に用いた面合わせ作業における各作業（図５参照）に対して、各種非制限設定ボタンスイッチＢ１３〜Ｂ１８、各種設定切替スイッチ３５〜３７および操作パネル３８を介してそれぞれ設定された自由度操作リスト、操作特性操作リストおよび操作範囲操作リストに応じてマニピュレータを駆動制御するものである。
【０１３３】
まず、ワークＷ２１をワークＷ２２の面合わせする側の面近傍まで移動して、ワークＷ２１の面合わせする側の面の１つの角部をワークＷ２２の面合わせする側の面に点接触させる第１作業（図５（ａ）から図５（ｂ）まで）について、どのような設定が望ましいかを説明する。
【０１３４】
この第１作業では、ｘ軸移動非制限設定ボタンスイッチＢ１３、ｙ軸移動非制限設定ボタンスイッチＢ１４およびｚ軸移動非制限設定ボタンスイッチＢ１５を押下して、ｘ軸，ｙ軸およびｚ軸の３軸並進のみ操作可能で、ｃ軸，ｂ軸およびａ軸の３軸回転の操作は不可能な状態で作業するのが望ましい。この選択設定に応じて第１自由度操作リスト：｛１，１，１，０，０，０｝が設定されることになる。
【０１３５】
またこの時、各種設定切替スイッチ３５〜３７および操作パネル３８を介して第１操作特性操作リスト：｛２５０，３０，Ａ｝および第１操作範囲操作リスト：｛可動範囲２１｝を設定する。つまり、操作特性操作リストで最大速度を相対的に高速（最大速度２５０［ｍｍ／ｓｅｃ］および最大角速度３０［ｄｅｇ／ｓｅｃ］）に設定し、また変換式としてＡ：「速度入力＝α・（操作量）」の線形関数を設定する。さらに、操作範囲作業リストで操作ミスによりワークＷ２１がワークＷ２２に衝突しないような可動範囲２１を設定する。つまり、操作者は、これら第１自由度操作リスト、第１操作範囲操作リストおよび第１操作範囲操作リスト：｛可動範囲２１｝に応じたマニピュレータ駆動制御下で第１作業を行うこととなる。
【０１３６】
次に、ワークＷ２１の面合わせする側の面の１つの辺をワークＷ２２の面合わせする側の面に線接触させる第２作業（図５（ｂ）から図５（ｃ）まで）について説明する。この第２作業では、ｂ軸回転非制限設定ボタンスイッチＢ１７およびａ軸回転非制限設定ボタンスイッチＢ１８を押下して、ｂ軸およびａ軸の２軸回転の操作のみ操作可能で、ｘ軸，ｙ軸およびｚ軸の３軸並進操作、並びにｃ軸の回転操作は不可能な状態で作業するのが望ましい。この選択設定に応じて第２自由度操作リスト：｛０，０，０，０，１，１｝が設定されることになる。
【０１３７】
またこの時、各種設定切替スイッチ３５〜３７および操作パネル３８を介して第２操作特性操作リスト：｛１００，１０，Ｂ｝および第２操作範囲操作リスト：｛可動範囲２２｝を設定する。つまり、操作特性作業リストで最大速度を相対的に低速（最大速度１００［ｍｍ／ｓｅｃ］および最大角速度１０［ｄｅｇ／ｓｅｃ］）に設定し、また変換式としてＢ：「速度入力＝β・（操作量）２」の２次関数を設定する。さらに、操作範囲作業リストで２つのワークＷ２１およびＷ２２の接触が許容される可動範囲２２を設定する。つまり、操作者は、これら第２自由度操作リスト、第２操作範囲操作リストおよび第２操作範囲操作リスト：｛可動範囲２２｝に応じたマニピュレータ駆動制御下で第２作業を行うこととなる。
【０１３８】
さらに、ワークＷ２１の面合わせする側の面をワークＷ２２の面合わせする側の面に面接触させる第３作業（図５（ｃ）から図５（ｄ）まで）について説明する。この第３作業では、ｃ軸回転非制限設定ボタンスイッチＢ１６のみを押下して、ｚ軸並進のみ操作可能で、ｙ軸およびｚ軸の２軸並進並びにｃ軸，ｂ軸およびａ軸の３軸回転の操作は不可能な状態で作業するのが望ましい。この選択設定に応じて第３自由度操作リスト：｛０，０，０，１，０，０｝が設定されることになる。またこの時、各種設定切替スイッチ３５〜３７および操作パネル３８を介して第２操作特性操作リスト：｛１００，１０，Ｂ｝および第２操作範囲操作リスト：｛可動範囲２２｝を設定する。つまり、操作者は、これら第３自由度操作リスト、第２操作範囲操作リストおよび第２操作範囲操作リストに応じたマニピュレータ駆動制御下で第３作業を行うこととなる。
【０１３９】
ここで、自由度操作リストに応じたマニピュレータの駆動制御による効果は上述の実施例および変形例で述べた通りである。ここでは、操作特性操作リストおよび操作範囲操作リストに応じたマニピュレータの駆動制御による効果について説明する。
【０１４０】
まず、第１作業では、最大速度を相対的に高速に設定し、その代わり、操作ミスによりワークＷ２１がワークＷ２２に衝突しないように可動範囲が設定されている。これにより、衝突を心配せずにワークＷ２１をワークＷ２２に近づけることができ、操作性を向上させ、作業時間を短縮することができる。
【０１４１】
また、第２作業および第３作業では、ワークＷ２１をワークＷ２２に接触させるため、２つのワークＷ２１およびＷ２２の接触が許容される可動範囲を設定するが、その代わり、最大速度が相対的に低速に設定されている。このように、最大速度を低速に設定しているため、微調整が行い易くなる。
【０１４２】
以上説明したように、本実施例のロボット制御装置およびその制御方法では、操作装置３０（入力手段）を介した操作者の操作指示に応じてマニピュレータにおける各軸方向への移動または各軸回りの回転を制御可能なハンドガイドロボット１を制御するロボット制御装置において、各軸方向への移動における最大速度および各軸回りの回転における最大角速度を設定し、該設定に応じてマニピュレータを駆動制御する。
【０１４３】
このように、各作業において操作者が設定した各軸方向への移動における最大速度および各軸回りの回転における最大角速度制限下での操作が可能となるので、操作者の手ぶれやはずみ等による誤操作などを防ぐことができ、また、最大速度の低速設定により微調整が行い易くなり、結果として、誤動作を抑制できると共に、操作性を向上させることができる。
【０１４４】
また、本実施例のロボット制御装置およびその制御方法では、入力手段の操作量と各軸方向への移動および各軸回りの回転それぞれの動作速度との関係を規定する変換式を設定し、該設定に応じてマニピュレータを駆動制御する。
【０１４５】
例えば、変換式として線形関数および非線形関数（２次関数、３次関数等）が選択設定可能なケースを想定する。非線形で次数が大きいほど操作者の操作量は増えるが、その分微調整が行い易くなることから、おおざっぱな移動などは線形関数を用い、微調整の必要なところでは非線形関数を用いるなどすれば、作業工程の内容に応じた設定が可能となり、作業効率を向上させることができる。
【０１４６】
また、本実施例のロボット制御装置およびその制御方法では、マニピュレータの可動範囲を設定し、該設定に応じてマニピュレータを駆動制御する。このように、各作業において予め操作者が設定したマニピュレータの可動範囲に操作範囲が制限されるので、操作者のはずみ等による行き過ぎ動作等を防ぐことができる。
【０１４７】
また、最初の大まかな位置合わせで接触させないようにでき、作業が進む毎に動作制限範囲が小さくなるように設定することで、作業領域を徐々に収束させることができ、無駄な動きを抑制することができる。
【符号の説明】
【０１４８】
１  マニピュレータ（ハンドガイドロボット）
１１  基台部
１２  第１リンク
１３  第２リンク
１４  第３リンク
１６  グリッパ（把持部）
２１  回転ジョイント
２２  第１ジョイント
２３  第２ジョイント
２４  第３ジョイント
３０，３０ａ  操作装置
３１  イネーブルスイッチ
３２  操作桿
３３  力覚センサ
３５  最大速度設定切替スイッチ
３６  最大角速度設定切替スイッチ
３７  変換式種別設定切替スイッチ
ＤＳ  表示部
ＴＫ  テンキー部
３８  操作パネル
Ｌ１  表示灯
Ｂ１  移動制限設定ボタンスイッチ（移動自由度設定手段）
Ｂ２  回転制限設定ボタンスイッチ（回転自由度設定手段）
Ｂ３，Ｂ１１  非常停止ボタンスイッチ
Ｂ４，Ｂ１２  グリッパ開閉ボタンスイッチ
Ｂ１３  ｘ軸移動非制限設定ボタンスイッチ
Ｂ１４  ｙ軸移動非制限設定ボタンスイッチ
Ｂ１５  ｚ軸移動非制限設定ボタンスイッチ
Ｂ１６  ｃ軸回転非制限設定ボタンスイッチ
Ｂ１７  ｂ軸回転非制限設定ボタンスイッチ
Ｂ１８  ａ軸回転非制限設定ボタンスイッチ
４０，４０ａ  制御装置
４１  補正部
４２  第１座標変換部
４３  自由度制御部
４３ａ  力−速度変換部
４３ｂ  可変範囲制限部
４４  第２座標変換部
４５  指令生成部
４７  ゲイン生成部
４７ａ  
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ２１，Ｗ２２  ワーク
【図１】
2010269419.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2010269419.tif 000006
【図５】
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【図６】
2010269419.tif 000008
【図７】
2010269419.tif 000009